Wyjaśnienie ASTM A105: Ograniczenia i zastosowania zaworów z kutej stali węglowej

ASTM A105 pojawia się na niezliczonych rysunkach zaworów i kołnierzy, mimo to pozostaje jednym z najczęściej błędnie stosowanych gatunków stali węglowej, o którym dowiadujemy się w przychodzących zapytaniach. Nie jest to specyfikacja rury, nie jest to gatunek odlewu, a litera N, która czasami po niej następuje, zmienia zachowanie gotowej części w trakcie użytkowania. Po wieloletniej obróbce mechanicznej i testach ciśnieniowych wielu korpusów zaworów A105 zauważyliśmy, że większość problemów wynika z prostej niezgodności między tym, co mówi rysunek, a rzeczywistymi wymaganiami linii.

W tym przewodniku omówiono specyfikację w sposób, w jaki omawiamy ją z inżynierami i kupującymi przy stole, od limitów chemicznych po praktyczne pytanie, kiedy odkuwka jest właściwym wyborem, a kiedy odlew ma większy sens.

Co faktycznie obejmuje norma ASTM A105

ASTM A105/A105M nosi tytuł Stiardowa specyfikacja dla odkuwek ze stali węglowej do zastosowań w rurociągach . Każde słowo w tym tytule ma znaczenie. Obejmuje elementy kute, a nie rury i odlewy. Typowe formy produktów obejmują kołnierze, kute złączki, trójniki, kolanka, złączki, złączki i kute korpusy zaworów, wszystkie wytwarzane przez ogrzewanie stałego kęsa i kształtowanie go pod ciśnieniem, a nie wlewanie do formy.

Ta trasa produkcji jest powodem, dla którego A105 zachowuje się w ten sposób. Kucie obrabia metal, uszlachetnia ziarno i zamyka porowatość wewnętrzną, co nadaje gotowemu elementowi gęstą, jednolitą strukturę, która zapewnia czystość obróbki i dobrze trzyma uszczelnienie. Z tego też powodu A105 jest popularny w przypadku mniejszych korpusów zaworów pracujących pod wyższym ciśnieniem, gdzie grubość ścianki i integralność mają większe znaczenie niż złożoność kształtu.

Pod względem ciśnienia i temperatury komponenty A105 są powszechnie stosowane w temperaturach od około -29°C do 425°C, w zależności od obowiązującej normy i stosowanej klasy znamionowej. Wyjdź poza tę kopertę w dowolnym kierunku, a powinieneś spojrzeć na inną ocenę.

Skład chemiczny ASTM A105

Specyfikacja celowo utrzymuje, że skład chemiczny jest prosty, ale granice są na tyle wąskie, że prawdziwej odkuwki i imitacji wyciętej z płyty nie można stosować zamiennie.

Warto zwrócić uwagę na dwa szczegóły zapisane drobnym drukiem. Pozostałe elementy zaślepiamy indywidualnie and jako sumę, która chroni spawalność i wytrzymałość przed zanieczyszczeniem złomem. Odrębnie dla każdego 0,01% redukcji węgla poniżej wartości maksymalnej 0,35%, dozwolony jest wzrost manganu o 0,06%, maksymalnie do 1,35%. Dodatek ten pozwala walcowni zrównoważyć wytrzymałość i hartowność bez naruszania pułapu emisji dwutlenku węgla.

Właściwości mechaniczne i ich znaczenie w eksploatacji

Pułap twardości to liczba, której uważnie przyglądamy się na hali produkcyjnej. Nie chodzi o utrudnianie życia mechanikowi; stanowi praktyczną ochronę przed zbyt szybkim stygnięciem i kruchością odkuwki. Kiedy klient określa niższą granicę twardości dla pracy na mokro lub lekko kwaśnie, jest to sygnał do kontrolowania przebiegu obróbki cieplnej, a nie po prostu do intensywniejszego testowania.

A105 lub A105N: Pytanie dotyczące obróbki cieplnej

Zwykły A105 może być dostarczony w stanie odkutym lub po obróbce cieplnej, w zależności od wymagań zamówienia. Przyrostek N usuwa ten wybór: A105N wymaga znormalizowania odkuwek, co oznacza, że ​​są one podgrzewane powyżej temperatury krytycznej i chłodzone w nieruchomym powietrzu.

Dane dotyczące wytrzymałości pozostają zasadniczo takie same, więc różnica nie polega na tym, jak mocna jest dana część, ale na tym, jak konsekwentnie się zachowuje. Normalizowanie poprawia strukturę ziaren, wyrównuje twardość na grubym przekroju i poprawia wytrzymałość, szczególnie w niższych temperaturach. Z naszego doświadczenia wynika, że ​​oznaczenie N sprawdza się, gdy element zostanie poddany obciążeniu udarowemu, gdy sekcja jest ciężka, gdy wymagane jest badanie udarności w niskiej temperaturze lub gdy część będzie zespawana w krytyczną linię. W przypadku prostego korpusu zaworu wody ciepłej standard A105 jest często całkowicie odpowiedni i pozwala zaoszczędzić etap procesu.

Gdzie używane są komponenty A105

Specyfikacja dotyczy rurociągów ze stali węglowej przenoszących nieagresywne media w umiarkowanej temperaturze, co obejmuje zaskakującą ilość gruntów przemysłowych:

• Pozyskiwanie, przetwarzanie ropy i gazu, kolektory i płozy głowic odwiertów
• Wytwarzanie energii, w tym systemy pary i wody zasilającej
• Instalacje chemiczne i petrochemiczne na liniach ze stali węglowej bez agresywnych obciążeń korozyjnych
• Dystrybucja wody, przepompownie i sieci przeciwpożarowe
• Ogólne rurociągi przemysłowe, w których preferowany jest kuty, spawalny element zamiast odlewu

A105 to stal węglowa, więc koroduje jak ona. W środowiskach przybrzeżnych, morskich lub chemicznych wymaga powłoki, wykładziny lub wymiany na stal nierdzewną, a nie optymistyczną specyfikację.

Kuty A105 w porównaniu ze stalą węglową do korpusów zaworów

To porównanie pojawia się najczęściej przy doborze zaworów. Kute korpusy A105 są zazwyczaj lepszą odpowiedzią w przypadku mniejszych rozmiarów i wyższych ciśnień: obrobiona struktura zapewnia stałą grubość ścianek, dobrą wytrzymałość i niezawodne powierzchnie uszczelniające, a korpus może być zwarty. Kompromisami są górny pułap wielkości i wyższe koszty obróbki, ponieważ odkuwka jest bliżej bloku materiału niż gotowego kształtu.

Staliwo węglowe, takie jak A216 WCB, przejmuje kontrolę w miarę wzrostu średnicy. Odlewanie radzi sobie ze złożonymi geometriami wewnętrznymi, zmniejsza straty materiału i znacznie obniża koszt jednostkowy przy większych rozmiarach. Jeśli Twoja linia jest punktem izolacji DN300 na magistrali wodnej, zasuwa ze staliwa jest rozsądnym, ekonomicznym wyborem.

Zasuwa kołnierzowa ze staliwa Z41H-16C W przypadku większych punktów odcięcia, takich jak sieć wodociągowa DN300, ta zasuwa ze staliwa zapewnia obsługę w zakresie PN16–64 i uruchamianie ręczne, przekładniowe, elektryczne lub pneumatyczne. Zobacz produkt →

Praktyczna zasada, którą oferujemy klientom jest prosta: dopasuj konstrukcję nadwozia do rozmiaru, klasy ciśnienia i konsekwencji awarii, a nie do przyzwyczajenia. Specyfikacja skopiowana ze starego projektu jest częstym źródłem nadmiernych wydatków lub niedostatecznej ochrony.

Zawór motylkowy z kołnierzem ze staliwa D343H-16C Trójdrogowy mimośrodowy zawór motylkowy ze staliwa z uszczelnieniem elastycznym lub metalowym, możliwością pracy pod kątem 90 stopni i uruchamianiem pneumatycznym lub elektrycznym do regulacji i izolowania mediów przemysłowych. Zobacz produkt →

Tam, gdzie medium staje się korozyjne, żadna z opcji stali węglowej nie przetrwa w nieskończoność, a zamiast tego punktem wyjścia staje się kuty gatunek stali nierdzewnej, taki jak A182 F304 lub F316.

Zasuwa kołnierzowa ze stali nierdzewnej Z41W-16P W przypadku instalacji wodociągowych z kołnierzem, gdzie preferowana jest konstrukcja ze stali nierdzewnej, ten zasuwa 304 obejmuje średnice DN15–600 i oferuje elastyczną konstrukcję klinową z możliwością wyboru materiałów. Zobacz produkt →

Jak A105 znajduje się wśród sąsiednich klas

Mylenie A105 z A106 jest prawdopodobnie najczęstszym błędem, jaki widzimy na rysunkach i zwykle wychodzi na jaw późno, gdy zamówiono już dopasowanie do niewłaściwego dokumentu. Aby bliżej przyjrzeć się rodzinie kutych stali nierdzewnej, nasi inżynierowie napisali osobny artykuł na ten temat Gatunki materiałów i dobór zaworów A182 .

Weryfikacja jakości przed zakupem

Certyfikat ma sens tylko wtedy, gdy można go przywiązać do metalu w skrzyni. Nalegaj na raport z testu młyna EN 10204 3,1, a następnie sprawdź, czy liczba wytopu w raporcie odpowiada oznaczeniu na samym komponencie, a nie tylko na etykiecie na pudełku. Potwierdź równoważnik węgla w przypadku spawania, sprawdź wynik twardości zarówno pod kątem specyfikacji, jak i wymagań własnego projektu i zapytaj, czy na odkuwce przeprowadzono badania nieniszczące, takie jak badania ultradźwiękowe lub magnetyczne.

Kontrole wymiarowe również mają znaczenie: okładzina kołnierza, szablon wiercenia, długość czołowa i kształt gwintu – wszystko to powoduje kosztowne poprawki, jeśli są błędne. Nasz własny proces zapewniania jakości obejmuje etapy dostarczania materiałów chemicznych po badania hydrostatyczne, a dokumenty uzupełniające są dostępne do wglądu w naszym dziale sekcja certyfikacji .

Typowe błędy zakupowe

• Traktowanie A105 jako gatunku rury i zamawianie rur według niego
• Pominięcie przyrostka N, gdy określono próbę udarności lub pracę w niskiej temperaturze
• Akceptacja kserokopiowanego raportu z testu bez numeru wytopu identyfikującego część
• Kupowanie podróbek wycinanych z blachy lub odlewanych, gdy wymagane było prawdziwe kucie
• Określanie wpływu niskiej temperatury na linie serwisowe i płacenie za testy, których nikt nie potrzebuje

Często zadawane pytania

Czy ASTM A105 to to samo co A106?

Nr A106 obejmuje rury bez szwu ze stali węglowej, natomiast A105 obejmuje kute elementy rurociągów, takie jak kołnierze, złączki i korpusy zaworów.

Czy A105 można spawać?

Tak. Spawa łatwo przy odpowiednim podgrzewaniu wstępnym, materiałach spawalniczych o niskiej zawartości wodoru i kwalifikowanej procedurze. Kontrolowanie równoważnika węgla i wszelkich wymagań dotyczących obróbki cieplnej po spawaniu pozwala zachować dźwięk strefy wpływu ciepła.

Czy A105 nadaje się do pracy w niskich temperaturach?

Jej dolna granica zwykle wynosi około -29°C. Poniżej tego, bardziej bezpiecznym wyborem jest A350 LF2 lub sprawdzona pod względem udarności odkuwka A105N.

Czy A105N kosztuje więcej?

Zwykle trochę, ponieważ normalizacja dodaje cykl pieca i czas testowania. Premia jest niewielka w porównaniu z kosztem awarii związanej z wytrzymałością.

ASTM A105 to niezawodny, dobrze zrozumiany gatunek i właśnie dlatego jest określany tak swobodnie. Przeczytaj uważnie tytuł specyfikacji, zdecyduj, czy N jest rzeczywiście potrzebny, dopasuj konstrukcję nadwozia do wymagań i sprawdź dokumentację względem części. Zrób te cztery rzeczy, a materiał będzie spokojnie spełniał swoją funkcję przez dziesięciolecia, czyli dokładnie to, co powinien robić dobry element ze stali węglowej.